[发明专利]基于无人机航拍图像的车速估算系统及方法

权利要求书

1.基于无人机航拍图像的车速估算系统，其特征在于，包括具有航拍功能的无人机、计算机，无人机拍摄获取的若干原始交通图像经无线传输单元传输至计算机，

计算机包括预处理模块、移动物体检测模块、车道范围分析及车道线提取模块、车速计算模块；

预处理模块，用于对原始交通图像进行预处理；

移动物体检测模块，用于基于预处理后的图像检测出移动车辆；

车道范围分析及车道线提取模块，用于基于预处理后的图像，分析车道范围、提取出车道线；

车速计算模块，用于根据检测出的移动车辆及提取出的车道线，结合实际的车道宽度，估算出移动车辆的车速。

2.根据权利要求1所述的基于无人机航拍图像的车速估算系统，其特征在于，所述预处理模块对原始交通图像进行预处理，包括设定感兴趣区域、图像灰阶化处理、空间滤波处理、边缘检测处理、校正处理。

3.根据权利要求1所述的基于无人机航拍图像的车速估算系统，其特征在于，所述移动物体检测模块是将连续的两两图像进行减法运算，将变动量大于一定阈值的连通区域确定为移动车辆。

4.根据权利要求3所述的基于无人机航拍图像的车速估算系统，其特征在于，所述车道范围分析及车道线提取模块，是将连续的两两图像进行减法运算，确定出变动量最小的图像作为车道划分参考图像；将该车道划分参考图像对应的原始交通图像作为分析目标图像，将其对应的RGB彩色图像转换为HSV彩色图像、再将HSB彩色图像转换为灰阶图像，将该灰阶图像进行二值化处理，利用水平投影法和形态学方法计算白色点的分布位置，提取出车道线，划分出车道范围。

5.根据权利要求4所述的基于无人机航拍图像的车速估算系统，其特征在于，所述车速计算模块，

根据检测得到的移动车辆，分别计算车辆移动前后的质心，计算车辆移动前后质心移动的像素数m；

根据提取出的车道线，确定图像中对应的车道宽度，确定图像中沿车道宽度所包括的像素数n；

将实际的车道宽度除以图像中沿其车道宽度所包括的像素数n，得到图像中每个像素相当于实际道路上的实际距离；

将质心移动的像素数m乘以每个像素代表的实际距离，得到车辆移动的实际距离，结合连续两张图像的间隔时间，计算出车辆移动的速度。

6.基于权利要求1-5中任意一项所述系统实现的车速估算方法，其特征在于，包括：

S1：获取无人机航拍的若干原始交通图像；

S2：对原始交通图像进行预处理；

S3：基于预处理后的图像，检测出移动车辆；

S4：基于预处理后的图像，提取出车道线，确定车道范围；

S5：根据检测出的移动车辆及提取出的车道线，估算出移动车辆的车速。

7.根据权利要求6所述的车速估算方法，其特征在于，所述步骤S2中，对原始交通图像进行预处理，包括设定感兴趣区域、图像灰阶化处理、空间滤波处理、边缘检测处理、校正处理。

8.根据权利要求6所述的车速估算方法，其特征在于，所述步骤S3中，检测移动车辆的方法是：将连续的两两图像进行减法运算，将变动量大于一定阈值的连通区域确定为移动车辆。

9.根据权利要求8所述的车速估算方法，其特征在于，所述步骤S4中，提取出车道线、确定车道范围的方法是：将连续的两两图像进行减法运算，确定出变动量最小的图像作为车道划分参考图像；将该车道划分参考图像对应的原始交通图像作为分析目标图像，将其对应的RGB彩色图像转换为HSV彩色图像、再将HSB彩色图像转换为灰阶图像，将该灰阶图像进行二值化处理，利用水平投影法和形态学方法计算白色点的分布位置，提取出车道线，划分出车道范围。

10.根据权利要求9所述的车速估算方法，其特征在于，所述步骤S5中，估算车速的方法是：

根据检测得到的移动车辆，分别计算车辆移动前后的质心，计算车辆移动前后质心移动的像素数m；

根据提取出的车道线，确定图像中对应的车道宽度，确定图像中沿车道宽度所包括的像素数n；

将实际的车道宽度除以图像中沿其车道宽度所包括的像素数n，得到图像中每个像素相当于实际道路上的实际距离；

将质心移动的像素数m乘以每个像素代表的实际距离，得到车辆移动的实际距离，结合连续两张图像的间隔时间，计算出车辆移动的速度。